Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
бишофита, при которой состав раствора равновесен с этим минералом, называется эвтонической. Состав рассола на этой стадии по экспериментальным данным для 25 0C выглядит следующим образом (мг/л): Na 3500; К 80; Mg 128 000; Са<1; SO4 41 000; HCO3 4800; Cl 336 000; Br 8500; pH 5,8;
M Cl 91 SO4S
622 Mg 98 (Na + К) 2*
Основной солью, осаждающейся при испарительном концентрировании морской воды, является галит NaCl. Его доля в общем объеме осаждающихся при испарительном концентрировании морской воды соединений представлена на рис. 8,2; остальные соли имеют подчиненное значение.
При испарительном концентрировании морской воды вследствие осаждения одних компонентов и накопления в водном растворе других, происходит изменение соотношений между ними (табл. 8.4).
8.3.2. Геохимические преобразования первичных рассолов в ходе их последующей геохимической эволюции
Те седиментогенные рассолы, которые известны в осадочных породах, по своему химическому составу могут основательно отличаться от состава первичных Cl-Mg-Na рассолов поверхностного происхождения. Эти седиментогенные рассолы имеют
210
изотермического испарительного ее концентрирования, мг/л* [37J
MgSCWH2O
Il
KCI
II
KCl-MgCb-GH^O
1,286 1,298 1,290 1,302 1,318 1,318 — 1,3(17 2600 2500 4500 2900 6600 3200 4800 82 000 83 000 56 000 72 ООО 54 000 ? 52 700 - 41 000 190 000 209 000 224 000 237 000
Л Л ?ffc Л 254 000 270 000 5100 336 000 8500 3900 J 4800 3800 6100
? ?
4,7 5,3 — — — — Следы 130 Следы 130 0 0 0 56 000 71700 73 000 83 200 93 000 99000 — 128 000 48 000 26 000 22 000 16 300 9000 9200 — 3500 18 000 25 400 26 000 28 900 18 800 24 800 — 80 220 290 340 300 540 450 — !ООО 8 0 0 0 0 0 — О 8,5 9 14,3 19,4 14,5 1 — 3,1 5,5 — 9,4 7,0 — * MgClD-бНаО
II
Н. Н. Волковой; II—данные Г. В. ГалаэсовскоЙ.
максимальную (до 750 г/л) для подземных вод минерализацию и различный химический состав — от Cl-Mg и Cl-Mg-Na до Cl-Mg-Ca, Cl-Ca-Mg, Cl-Ca-Na и CW-Ca. Последний изменяется в зависимости от возраста вмещающих пород и структур, в которых находятся эти рассолы, и следовательно, от геологического времени формирования этого химического состава. Установлено, что Cl-Mg1 Cl-Mg-Na и Cl-Mg-Ca рассолы находятся преимущественно в породах пермского и мезо-кай-нозойского возраста. Рассолы Cl-Ca-Mg, Cl-Ca-Na, Cl-Ca состава более распространены в нижнепалеозойских породах (Сибирская и Американская платформы). Эти изменения химического состава рассолов являются результатом тех геохимических процессов, которые происходят после захоронения рассолов во вмещающих породах. Все эти последующие геохимические процессы, которые претерпевают рассолы во вмещающих породах, объединяются понятием метаморфизация рассолов. Такая метаморфизация начинается уже на стадии се-диментогенеза и далее она продолжается на стадиях диагенеза и катагенеза. Если суммировать те геохимические явления, которые происходят на этих стадиях, то выявляются два основных последствия метаморфизации рассолов в ходе их геохимической эволюции в породах: 1) уменьшение концентраций сульфатов и 2) замена магния и части натрия, преобладающих в первичных рассолах, на кальций.
14
211
30
ZQ
26
1
§ 3*
? 20
S n
1
Ca
7?
10
1.
5
Casq-2H2o
Nact
=fc
20
Соли Mjr
KCl
конеч
Рас. 5.2. Количества солей, осаждающиеся при выпаривании 1 л морской воды. Значения, показанные пунктиром справа, вычислены на основе концентраций веществ, остающихся в растворе в конце опыта [10]
Уменьшение концентраций сульфатов в рассолах происходит как вследствие химических реакций, происходящих в системе «порода — рассол» и приводящих к образованию менее растворимых сульфатных соединений, так и в результате деятельности сульфатредуцирующих бактерий. Поэтому в рассолах накапливаются значительные количества растворенного сероводорода. Так, во внутрисолевых рассолах Ангаро-Ленско-го бассейна содержание H2Sp3CTB достигает 2000 мг/л.
Наиболее сложным процессом, происходящим при мета-морфизации рассолов, является замена магния и части натрия
212
Таблица 8.4. Изменение соотношений между концентрациями компонентов а морской воде и продуктах ее испарительного концентрирования (по П. Сонненфельду)
Компоненты Морская вода Начало осаждения га-лнта Начало осаждения сильвина Осаждение карналлита Эзтоннческая стадия
? Плотность, г/см3
Вг/СЫО8
Cl/Br
Mg/Cl
эЫа/эС1 If023 3,4 300 0,11 -0,87 1,215—1,227 4,7-5,5 326 0,16—9,17 0,79—0,82 1,283—1,290 ' 17,5-21,0
57,0 0,75-0,77 0,15—1,16 1,305—1,344 20,1—23,8
0,86—0,96 0,03—0,09 1,325-1,359 21,9—24,4
41,5 0,97—0,98 0,03-0.04 на кальций. Этот процесс определяет геохимический облик рассолов и является направленным в геологическом времени. Действительно, по данным А. С. Панченко, с течением геологического времени в седиментогенных рассолах содержания магния уменьшаются от 85 (в кайнозойских рассолах) до 13% (в кембрийских). Содержание кальция соответственно увеличивается от 12 (в кайнозойских рассолах) до 83% (в кембрийских). В абсолютном выражении при метаморфизации рассолов в осадочных породах содержания магния уменьшаются от 90—130 (характерных для эвтонических рассолов) до 5— 15 г/л, а содержания кальция увеличиваются от -—100 мг/л, остающихся при испарительном концентрировании на эпсомито-вой и сильвинитовой стадиях, до 200 г/л в наиболее концентрированных рассолах.
